崔少222993的个人资料

Java 线程池框架核心代码分析前言多线程编程中，为每个任务分配一个线程是不现实的，线程创建的开销和资源消耗都是很高的。线程池应运而生，成为我们管理线程的利器。Java 通过Executor接口，提供了一种标准的方法将任务的提交过程和执行过程解耦开来，并用Runnable表示任务。下面，我们来分析一下 Java 线程池框架的实现ThreadPoolExecutor。下面的分析基于JDK1.7 生命周期 ThreadPoolExecutor中，使用CAPACITY的高3位来表示运行状态，分别是： RUNNING：接收新任务，并且处理任务队列中的任务 SHUTDOWN：不接收新任务，但是处理任务队列的任务 STOP：不接收新任务，不出来任务队列，同时中断所有进行中的任务 TIDYING：所有任务已经被终止，工作线程数量为 0，到达该状态会执行terminated() TERMINATED：terminated()执行完毕 ThreadPoolExecutor中用原子类来表示状态位 private final AtomicInteger ctl = new AtomicInteger(ctlOf(RUNNING, 0)); 线程池模型核心参数 corePoolSize：最小存活的工作线程数量（如果设置allowCoreThreadTimeOut，那么该值为 0） maximumPoolSize：最大的线程数量，受限于CAPACITY keepAliveTime：对应线程的存活时间，时间单位由TimeUnit指定 workQueue：工作队列，存储待执行的任务 RejectExecutionHandler：拒绝策略，线程池满后会触发线程池的最大容量：CAPACITY中的前三位用作标志位，也就是说工作线程的最大容量为(2^29)-1 四种模型 CachedThreadPool：一个可缓存的线程池，如果线程池的当前规模超过了处理需求时，那么将回收空闲的线程，当需求增加时，则可以添加新的线程，线程池的规模不存在任何的限制。 FixedThreadPool：一个固定大小的线程池，提交一个任务时就创建一个线程，直到达到线程池的最大数量，这时线程池的大小将不再变化。 SingleThreadPool：一个单线程的线程池，它只有一个工作线程来执行任务，可以确保按照任务在队列中的顺序来串行执行，如果这个线程异常结束将创建一个新的线程来执行任务。 ScheduledThreadPool：一个固定大小的线程池，并且以延迟或者定时的方式来执行任务，类似于Timer。执行任务 execute 核心逻辑：当前线程数量 < corePoolSize，直接开启新的核心线程执行任务addWorker(command, true) 当前线程数量 >= corePoolSize，且任务加入工作队列成功检查线程池当前状态是否处于RUNNING 如果否，则拒绝该任务如果是，判断当前线程数量是否为 0，如果为 0，就增加一个工作线程。开启普通线程执行任务addWorker(command, false)，开启失败就拒绝该任务从上面的分析可以总结出线程池运行的四个阶段： poolSize < corePoolSize 且队列为空，此时会新建线程来处理提交的任务 poolSize == corePoolSize，此时提交的任务进入工作队列，工作线程从队列中获取任务执行，此时队列不为空且未满。 poolSize == corePoolSize，并且队列已满，此时也会新建线程来处理提交的任务，但是poolSize < maxPoolSize poolSize == maxPoolSize，并且队列已满，此时会触发拒绝策略拒绝策略前面我们提到任务无法执行会被拒绝，RejectedExecutionHandler是处理被拒绝任务的接口。下面是四种拒绝策略。 AbortPolicy：默认策略，终止任务，抛出RejectedException CallerRunsPolicy：在调用者线程执行当前任务，不抛异常 DiscardPolicy：抛弃策略，直接丢弃任务，不抛异常 DiscardOldersPolicy：抛弃最老的任务，执行当前任务，不抛异常线程池中的 Worker Worker继承了AbstractQueuedSynchronizer和Runnable，前者给Worker提供锁的功能，后者执行工作线程的主要方法runWorker(Worker w)（从任务队列捞任务执行）。Worker 引用存在workers集合里面，用mainLock守护。 private final ReentrantLock mainLock = new ReentrantLock(); private final HashSet<Worker> workers = new HashSet<Worker>(); 核心函数 runWorker 下面是简化的逻辑，注意：每个工作线程的run都执行下面的函数 final void runWorker(Worker w) { Thread wt = Thread.currentThread(); Runnable task = w.firstTask; w.firstTask = null; while (task != null || (task = getTask()) != null) { w.lock(); beforeExecute(wt, task); task.run(); afterExecute(task, thrown); w.unlock(); } processWorkerExit(w, completedAbruptly); } 从getTask()中获取任务锁住 worker 执行beforeExecute(wt, task)，这是ThreadPoolExecutor提供给子类的扩展方法运行任务，如果该worker有配置了首次任务，则先执行首次任务且只执行一次。执行afterExecute(task, thrown); 解锁 worker 如果获取到的任务为 null，关闭 worker 获取任务 getTask 线程池内部的任务队列是一个阻塞队列，具体实现在构造时传入。 private final BlockingQueue<Runnable> workQueue; getTask()从任务队列中获取任务，支持阻塞和超时等待任务，四种情况会导致返回null，让worker关闭。现有的线程数量超过最大线程数量线程池处于STOP状态线程池处于SHUTDOWN状态且工作队列为空线程等待任务超时，且线程数量超过保留线程数量核心逻辑：根据timed在阻塞队列上超时等待或者阻塞等待任务，等待任务超时会导致工作线程被关闭。 timed = allowCoreThreadTimeOut || wc > corePoolSize; Runnable r = timed ? workQueue.poll(keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) : workQueue.take(); 在以下两种情况下等待任务会超时：允许核心线程等待超时，即allowCoreThreadTimeOut(true) 当前线程是普通线程，此时wc > corePoolSize 工作队列使用的是BlockingQueue，这里就不展开了，后面再写一篇详细的分析。总结 ThreadPoolExecutor基于生产者-消费者模式，提交任务的操作相当于生产者，执行任务的线程相当于消费者。 Executors提供了四种基于ThreadPoolExecutor构造线程池模型的方法，除此之外，我们还可以直接继承ThreadPoolExecutor，重写beforeExecute和afterExecute方法来定制线程池任务执行过程。使用有界队列还是无界队列需要根据具体情况考虑，工作队列的大小和线程的数量也是需要好好考虑的。拒绝策略推荐使用CallerRunsPolicy，该策略不会抛弃任务，也不会抛出异常，而是将任务回退到调用者线程中执行。

【计算机】JAVA与C++的区别是什么 Java和C++都是编程语言，究竟谁优谁劣，哪一个更能适应时代发展潮流，总结对比分析了两种语言，请同学们参考。首先应该清楚，Java 是由 C++发展而来的，保留了 C++的大部分内容，其编程方式类似于 C++。但 Java 的句法更清晰、规模更小、更易学。Sun 公司对多种程序设计语言进行了深入研究，并摒弃了其他语言的不足之处，最终退出了 Java。正是这样，Java 从根本上解决了 C++的固有缺陷，形成了一种新的完全面向对象的语言。 Java 和 C/C++的相似之处多于不同之处，有 C语言基础的读者，学习 Java 会更容易。相比较而言，Java 的编程环境更为简单。指针 Java 没有指针的概念，从而有效地防止了在 C/C++语言中，容易出现的指针操作失误。在 C/C++中，指针操作内存时，经常会出现错误。在Java 中没有指针，更有利于 Java 程序的安全。多重继承 C++支持多重继承，它允许多父类派生一个子类。也就是说，一个类允许继承多个父类。尽管多重继承功能很强，但使用复杂，而且会引起许多麻烦，编译程序实现它也很不容易。所以 Java 不支持多重继承，但允许一个类实现多个接口。可见，Java 既实现了 C++多重继承的功能，又避免了 C++的许多缺陷。数据类型 Java 是完全面向对象的语言，所有方法和数据都必须是类的一部分。除了基本数据类型之外，其余类型的数据都作为对象型数据。例如对象型数据包括字符串和数组。类将数据和方法结合起来，把它们封装在其中，这样每个对象都可实现具有自己特点的行为。而 C++将函数和变量定义为全局的，然后再来调用这些函数和变量，从而增加了程序的负担。此外，Java 还取消了 C/C++中的结构和联合，使编译程序更简洁。自动内存管理 Java 程序中所有的对象都是用 new 操作符建立在堆栈上的，这个操作符类似于 C++的“new”操作符。Java 自动进行无用内存回收操作，不需要程序员进行删除。当 Java 中一个对象不再被用到时，无须使用内存回收器，只需要给它加上标签以示删除。无用内存的回收器在后台运行，利用空闲时间工作。而 C++中必须由程序释放内存资源，增加了程序设计者的负担。操作符重载 Java 不支持操作符重载，操作符重载被认为是 C++的突出特征。在 Java 中虽然类可以实现这样的功能，但不支持操作符重载，这样是为了保持 Java 语言尽可能简单。预处理功能 C/C++在编译过程中都有一个预编译阶段，即预处理器。预处理器为开发人员提供了方便，但增加了编译的复杂性。Java 允许预处理，但不支持预处理器功能，因为 Java 没有预处理器，所以为了实现预处理，它提供了引入语句（import），它与 C++预处理器的功能类似。 Java 不支持缺省函数参数，而 C++支持。在 C 中，代码组织在函数中，函数可以访问程序的全局变量。C++增加了类，提供了类算法，该算法是与类相连的函数，C++类方法与 Java 类方法十分相似。由于 C++仍然支持 C，所以 C++程序中仍然可以使用 C 的函数，结果导致函数和方法混合使用，使得 C++程序比较混乱。 Java 没有函数，作为一个比 C++更纯的面向对象的语言。Java 强迫开发人员把所有例行程序包括在类中。事实上，用方法实现例行程序可激励开发人员更好地组织编码。字符串 C 和 C++不支持字符串变量，在 C 和 C++程序中使用“Null”终止符代表字符串的结束，在 Java 中字符串是用类对象（String 和 StringBuffer）来实现的，在整个系统中建立字符串和访问字符串元素的方法是一致的。Java 字符串类是作为 Java 语言的一部分定义的，而不是作为外加的延伸部分。此外，Java 还可以对字符串用“+”进行连接操作。 goto 语句 “可怕”的 goto 语句是 C 和 C++的“遗物”。它是该语言技术上的合法部分，引用 goto语句造成了程序结构的混乱，不易理解。goto 语句一般用于无条件转移子程序和多结构分支技术。Java 不提供 goto 语句，其虽然指定 goto 作为关键字，但不支持它的使用，这使程序更简洁易读。类型转换在 C 和 C++中，有时出现数据类型的隐含转换，这就涉及了自动强制类型转换问题。例如，在 C++中可将一个浮点值赋予整型变量，并去掉其尾数。Java 不支持 C++中的自动强制类型转换，如果需要，必须由程序显式进行强制类型转换。

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